常规荧光探针的检测信号主要基于发光强度或波长变化,故而易受到样品浓度、激发功率等因素的影响,使得检测的精准性降低。然而,长寿命磷光金属配合物的出现,为解决发光成像中所遇到的困难和挑战提供了一种新策略,成为生物检测与成像领域中新的研究热点,其具有以下特点:（1）高的光稳定性,使得其能够对细胞内微环境的变化进行实时监测而不受长时间光照影响;（2）长的磷光寿命,可通过时间分辨光学成像等技术消除背景荧光的干扰,提高检测的信噪比和准确性;（3）大的斯托克斯位移,很大程度上降低可能出现的自吸收和自猝灭现象;（4）三重态激发态性质,光照下可作为光敏剂产生单线态氧（¹O₂）等活性氧物种,用于光动力治疗。本论文围绕磷光金属配合物在离子检测以及光动力治疗领域展开研究,主要研究内容如下:1. 聚集诱导磷光发射铱配合物探针的设计、光物理性质及在氟离子检测中的应用研究氟离子作为离子半径最小、电荷密度最高的卤素阴离子,不仅在维护牙齿健康中起着重要作用,还可用于治疗骨质疏松等疾病。然而,过多地摄入氟化物会引起胃、肾等方面的问题,严重的甚至会使生物组织出现中毒现象,因此对氟离子的检测显得尤为重要。针对以上问题,我们通过在铱配合物的C^N配体上引入叔丁基二苯基硅烷（TBDPS）,得到了一种铱配合物磷光探针Ir-AF,用于水溶液和细胞中对氟离子的检测。该探针具有聚集诱导磷光发射（AIPE）的特性,很好地解决了传统荧光探针因聚集所引起的发光猝灭（ACQ）等问题。并利用氟离子与Si之间的强亲和作用,使得该探针结构中的Si-O键断裂,通过发光强度以及发光寿命的变化实现了在水溶液中对氟离子的灵敏检测。此外,探针Ir-AF具备长的磷光寿命、优异的生物相容性、较好的光稳定性等优势,通过共聚焦成像以及时间分辨光学成像技术,避免了细胞自发荧光的干扰,实现了活细胞内对氟离子的精准检测。2. 磷光钌配合物在细胞凋亡检测和光动力治疗中的应用研究磷光金属配合物除了能作为探针用于生物体内离子检测外,还可作为光敏剂,在特定的光照下产生活性氧,诱导癌细胞凋亡。然而,在PDT诱导细胞凋亡过程中,传统的用于检测细胞凋亡的方法是使用膜联蛋白V和核染色剂这两种荧光试剂对细胞标记,虽提供了定量数据,却无法实现在原位对细胞凋亡过程进行实时监测。基于此,我们选用磷光钌配合物Ru1作为光敏剂。在对其光动力治疗效果进行研究时发现,配合物Ru1经氙灯照射后,在细胞内产生大量的活性氧诱导细胞凋亡,与此同时其发光猝灭,故而配合物Ru1可形成一个自报告的光动力治疗系统,实现对细胞凋亡的实时原位监测。